一个研究小组制定了一项策略，从一开始就设计出具有高发光效率的可生物降解和可回收的发光聚合物。
添加叔丁酯，遇热或弱酸分解
发光聚合物因其发光能力、出色的柔韧性和可拉伸性而脱颖而出，在各种应用领域中展现出巨大的潜力。
然而，这些电子产品一旦达到最终用途，就会被丢弃，堆积在垃圾填埋场或埋在地下。回收这些电子垃圾很复杂，需要昂贵且能源效率低下的工艺。虽然回收关键的半导体材料（在本例中为发光聚合物）有经济动机，但由于在分子水平上设计这些材料的挑战，目前还没有方法可以实现这一点。
“我们能够使这种材料可生物降解和可回收，而不会牺牲其功能性，”领导该项目的阿贡国家实验室科学家 Jie Xu 说道。
克服这一挑战是美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的研究人员与芝加哥大学、普渡大学和耶鲁大学的合作者共同领导的最新《自然可持续性》出版物背后的动机。该团队从一开始就制定了一项策略，设计出既可生物降解又可回收的高发光效率发光聚合物。他们通过将一种名为叔丁酯的化学物质加入到发光聚合物中来实现这一点，这种化学物质在暴露于热或弱酸时会分解。
简而言之，这种化学物质使材料能够回收利用，同时保持高发光功能。
电致发光强度增加十倍
研究团队使用一种设备测试了这种材料的外部量子效率，这是光源性能的指标。它在电致发光方面的得分高达 15.1%，比现有的可降解发光聚合物提高了十倍。
在使用寿命结束时，这种新聚合物可以在温和的酸性条件（接近胃酸的 pH 值）或相对较低的热处理（> 410 F）下降解。所得材料可以被分离并重新制成新材料以用于未来的应用。
“我们能够使这种材料可生物降解和可回收，而不会牺牲其功能性， ”项目负责人、阿贡国家实验室美国能源部科学办公室用户设施纳米材料中心的科学家 Jie Xu 说道。“这项工作为解决未来电子产品设计对可持续性的迫切需求提供了一个重要的基准。 ”
该团队的目标是让未来的电子产品更具可持续性（更容易降解或回收），而不仅仅是为当前的功能而设计。他们还希望将这些产品的可用性扩展到其他领域。阿贡国家实验室材料科学家、论文合著者张跃鹏表示：
“设计与可加工性仍然兼容，最终你必须在实际应用中使用它。 ”研究人员预测，这种新型聚合物可应用于现有技术，如显示器和医学成像，并实现新的应用。
呼吁设计电子产品时考虑可回收性
扩大该技术的下一步包括将其从实验室转移到手机和电脑屏幕等电子产品上，并继续进行测试。
该团队指出，这只是该过程的第一步，但对于电子垃圾来说，每一步都很重要。徐希望人们将更多地关注可回收性电子产品的设计，尤其是因为这个解聚概念验证非常成功。徐说：
“这是一个每年 460 亿美元的产业，而且还在不断增长。 ”“到 2032 年，该产业预计将增长到 2600 亿美元。通过这种方法，我们可以消除这种原本会堆积在垃圾填埋场的电子垃圾。 ”
其他阿贡国家实验室的作者包括刘伟、Aikaterini Vriza、Hyocheol Jung、Shiyu Hu、Benjamin T. Diroll、Richard D. Schaller 和 Henry Chan。其他作者包括吴玉昆和王思宏（阿贡国家实验室、普渡大学）、张成、王格林娜（芝加哥大学）、陈杜、郭培君（耶鲁大学）和梅建国（普渡大学）。
本研究由阿贡国家实验室指导研究与发展奖、美国国家科学基金会和美国空军科学研究办公室提供资金。
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